Le Fraunhofer IFAM étudie les moteurs électriques utilisant moins de matières premières critiques.
Fraunhofer IFAM construit une nouvelle infrastructure de recherche à Dresde pour des moteurs électriques conçus pour utiliser moins de matières premières critiques. Le projet SIREN se concentre, entre autres, sur des moteurs sans éléments à base de terres rares et sur l’utilisation de l’aluminium comme substitut au cuivre dans les enroulements.
SIREN étudie des packages en feuilles multimatériaux pour de nouvelles architectures de moteurs.
Image : Fraunhofer IFAM
D’ici la fin de 2028, le Fraunhofer IFAM recevra plus de deux millions d’euros de financement pour le projet SIREN (Infrastructure souveraine et polyvalente pour des entraînements électriques indépendants des ressources de la prochaine génération) provenant de l’État libre de Saxe et du Fonds européen de développement régional (FEDER).
L’objectif est d’établir une chaîne de processus additive continue basée sur la sinterisation pour le développement et la fabrication d’entraînements électriques. Cela permettra de combiner différents matériaux métalliques et de réaliser des géométries de composants difficiles ou impossibles à produire avec des méthodes de fabrication conventionnelles.
L’un des domaines clés d’attention concerne les soi-disant laminages multimatériaux. Ceux-ci impliquent une combinaison ciblée de matériaux magnétiques doux et de matériaux non magnétiques. Sur cette base, l’institut vise à développer, entre autres, des moteurs à répulsion à haute vitesse ainsi que des systèmes à aimants permanents excités par des ferrites. De tels concepts de moteurs peuvent fonctionner sans éléments à base de terres rares.
Une autre approche concerne les enroulements électriques. Le Fraunhofer IFAM étudie dans ce cadre la possibilité de remplacer le cuivre par de l’aluminium. En intégrant des canaux de refroidissement spéciaux, il s’agit d’améliorer les propriétés des enroulements en aluminium, afin de permettre des systèmes électriques à haute performance.
L’aluminium pour remplacer le cuivre dans les enroulements des moteurs
Le contexte de ce travail est la dépendance de l’Europe envers des matières premières essentielles. L’approvisionnement en éléments terrestres rares, en particulier, est fortement concentré dans un petit nombre de pays fournisseurs. Le cuivre gagne également en importance stratégique avec l’électrification croissante des transports et de l’industrie.
Ce travail complète d’autres approches de recherche visant à réduire ces dépendances. Dans le projet NEO-CYCLE EU, Fraunhofer IKTS et TU Bergakademie Freiberg développent un procédé pour récupérer des éléments terrestres rares tels que le néodyme à partir de magnétiques mis hors service. Alors que NEO-CYCLE se concentre sur le recyclage, SIREN part de l’étape de conception du moteur, en explorant des concepts de propulsion qui peuvent fonctionner entièrement sans éléments terrestres rares.
La nouvelle infrastructure vise à couvrir l’ensemble de la chaîne de développement, allant du développement des matériaux et de la fabrication de composants complexes jusqu’aux démonstrateurs fonctionnels. Selon le Fraunhofer IFAM, cette combinaison de processus est unique en Europe sous cette forme.
L’accent est mis en particulier sur les applications nécessitant une forte densité énergétique et un grand espace d’installation. Outre les véhicules routiers électriques, l’institut mentionne également les véhicules aériens et sous-marins, ainsi que d’autres applications industrielles.
En même temps, cette infrastructure sera utilisée pour des projets de développement conjoint avec des entreprises. Une attention particulière est portée aux entreprises du secteur de la technologie de propulsion, de l’industrie des fournisseurs et de la technologie de sinterisation. Les petites et moyennes entreprises de Saxe pourront également accéder aux nouveaux processus de fabrication.